扭簧

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扭簧的介绍

各圈或是紧密围绕或是分开围绕,能适任扭转负荷(与弹簧轴线成直角)。弹簧之末端可绕成钩状或直扭转臂。

扭簧的设计参数

扭转弹簧(Torsion Spring)乃变体弹簧之极至,由单 扭簧至双扭簧异形扭簧,乃至各种扭杆之变形,得依设计成型。

因此设计时亦较难掌握

扭转弹簧之必要资料:

(1) 自由长度。

(2) 控制直径:(a)外径、(b)内径、(c)所套管之内径,或(d)所穿越圆杆之外径。

(3) 钢丝尺寸“线径”。

(4) 材料(种类及等级)。

(5) 圈数:(a)总圈数及(b)右旋或左旋。

(6) 扭转力:偏转至某一角度之磅数。

(7) 最大挠度(自由位置算起之角度)。

(8) 末端之形式。

请注明:材料直径(d),外径(D),扭臂长(L),自由高度(Lo),以及其它几何尺寸,如导矩(T 1 T 2…… T j )和对应和对应扭转角度(Ψ )

扭转度计算

弹簧扭转的时候材料是拉伸或者剪切状态比如谈到的扭转度计算,因此这个可扭转的角度限制最后是因为材料的失效而造成的,当材料发生塑性变形时无法恢复原来状态。因此最后归结为材料的抗拉强度跟抗剪强度,当然用第四强度理论计算得到的Von Mises 应力为材料可承受的最大强度,结合弹簧的长度,便可以计算出最大允许扭转角度.

扭簧常用材料简表

弹簧常用材料 
(摘自GB/T1239.6-92)
标准号 标准 名称 牌号 直径规格(mm) 剪切 模量G(MPa) 推荐硬度HRC 推荐使用 温度℃ 性能
GB 4357 碳素弹簧钢丝 25~80 40Mn~70Mn B级:0.08~13.0 C级:0.08~13.0 D级:0.08~6.0 79000 - -40~130 强度高,性能好。B级、C级和D级分别用于低、中和高应力弹簧
GB 4358 琴钢丝 60~80 T8MnA~T9A 60Mn~70Mn G1组:0.08~6.0 G2组:0.08~6.0 F组:2.0 ~5.0 79000 - -40~130 强度高,韧性好。用于重要的小弹簧,G2组较G1 组强度高,F组主要用于阀弹簧
GB 4359 阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝 65Mn 70 2.0~6.0 79000 - -40~150 强度高,性能好。用于内燃机阀门弹簧或类似用途弹簧
GB 4360 油淬火回火碳素弹簧钢丝 55、60、60Mn、65、65Mn、70、70Mn、75、80 A类、B类 2.0~12.0 79000 - -40~150 强度高,性能好。适用于普通机械用弹簧。B类比A类强度高
GB 4361 油淬火回火硅锰弹簧钢丝 60Si2MnA A类、B类、C类 2.0~14.0 79000 - -40~200 强度高,弹性好。易脱碳,用于叫高负荷的弹簧。A类和B类用于一般用途的弹簧,B类和C类用于汽车悬挂弹簧
GB 4362 阀门用油淬火回火铬硅弹簧钢丝 55CrSi 1.6~8.0 79000 - -40~250 有较强的疲劳强度,用于较高工作温度的高应力内燃机阀门弹簧或其他类似弹簧
GB 2271 阀门用油淬火回火铬钒弹簧钢丝 50CrVA 1.0~10.0 79000 - -40~210 同上
GB 5218 硅锰弹簧钢丝 60Si2MnA 65Si2MnWA 70SI2MnA 1.0~12.0 79000 45~50 -40~200 强度高,较好的弹性、易脱碳。用于普通机械的较大弹簧
GB 5219 铬钒弹簧钢丝 50CrVA 0.8~12.0 79000 45~50 -40~210 高温时强度性能稳定,用于较高温度下的弹簧,如内燃机阀门弹簧等
GB 5220 阀门用铬钒弹簧钢丝 50CrVA 0.5~12.0 79000 45~50 -40~210 同上
GB 5221 铬硅弹簧钢丝 55CrSiA 0.8~6.0 79000 45~50 -40~250 高温时强度性能稳定,用于较高温度下的高应力弹簧
YB(T) 11 弹簧用不锈钢丝 A组: 1Cr18Ni9、 0Cr19Ni10、 0Cr17NI12Mo2 B组:1Cr18Ni9、 0Cr18Ni10 C组:0Cr17Ni8Al 全部 0.8~12.0 71000    -200~300 耐腐蚀、耐高、低温,用于腐蚀或高、低温条件下工作的小弹簧
GB 3121 硅青铜线 QSi3-1 0.1~6.0 41000 HB90~100 -40~120 有较高的耐腐蚀和防磁性能。用于机械和仪表等用弹性元件
GB 3124 锡青铜线 QSn4-3 QSN6.5-0.1 QSn6.5-0.4 QSn7-0.2 0.1~6.0 40000 HB90~100 -250~120 有较高的耐磨损、耐腐蚀和防磁性能。用于机械和仪表等用弹性元件
GB 3134 铍青铜线 QBe2 0.03~6.0 44000 37~40 -200~120 有较高的耐磨损、耐腐蚀、防磁和导电性能。用于机械和仪表等用精密弹性元件
GB 1222 热扎弹簧钢 65Mn 5~80 78000 45~50 -40~120 弹性好,用于普通机械用弹簧
55Si2Mn 55Si2Mn8 60Si2Mn 60Si2MnA 5~80 78000 45~50 -40~200 较高的疲劳强度,弹性好,广泛用于各种机械、交通工具等用弹簧
55CrMnA 60CrMnA 5~80 78000 47~52 -40~250 弹性好,抗高温,用于承受较重负荷的较大弹簧
50CrVA 5~80 78000 45~50 -40~210 高的疲劳强度,抗高温。用于较高工作温度下的较大弹簧

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